Графеновый акумулятар для электрамабіля

Многія лічаць, што будучыня аўтамабілебудавання менавіта за электракарамі. За мяжой існуюць законапраекты, па якіх частка штогод прадаваных аўтамабіляў павінны альбо быць гібрыдамі, альбо працаваць на электрычнасці, таму грошы ўкладваюцца не толькі ў рэкламу такіх аўто, але і ў пабудову заправак.

Аднак многія людзі ўсё-ткі чакаюць, калі электракары стануць сапраўднымі супернікамі традыцыйным аўтамабіляў. А можа, гэта будзе, калі час зарадкі паменшыцца, а час аўтаномнай працы павялічыцца? Магчыма, у гэтым чалавецтву дапамогуць графеновые акумулятары.

Што такое графен?

Рэвалюцыйны матэрыял новага пакалення, самы лёгкі і трывалы, самы электраправоднай - усё гэта пра графене, які з'яўляецца не чым іншым, як двухмернай вугляроднай кратамі таўшчынёй у адзін атам. Стваральнікі графена, Канстанцін Навасёлаў і Андрэй Гейм, атрымалі Нобелеўскую прэмію. Звычайна паміж адкрыццём і пачаткам практычнага выкарыстання гэтага адкрыцця на практыцы праходзіць працяглы час, часам нават дзясяткі гадоў, аднак графен такая доля не спасцігла. Магчыма, гэта звязана з тым, што Навасёлаў і Гейм ня ўтаілі тэхналогію яго вытворчасці.

Яны не толькі расказалі пра яе ўсім свеце, але і паказалі: ёсць відэа на YouTube, дзе Канстанцін Навасёлаў падрабязна распавядае аб гэтай тэхналогіі. Таму, магчыма, хутка мы зможам нават рабіць графеновые акумулятары сваімі рукамі.

распрацоўкі

Спробы прымянення графену былі практычна ва ўсіх галінах навукі. Яго спрабавалі ў сонечных батарэях, слухаўках, карпусах і нават спрабавалі лячыць рак. Аднак на дадзены момант адна з самых перспектыўных і патрэбных чалавецтву рэчаў - гэта Графеновый акумулятар. Нагадаем, што пры такім бясспрэчная перавага, як таннае і экалагічнае паліва, электрамабілі маюць сур'ёзны недахоп - адносна невялікую максімальную хуткасць і запас ходу не больш за трыста кіламетраў.

Рашэнне праблемы стагоддзя

Графеновый акумулятар працуе па тым жа прынцыпе, што і свінцовыя з шчолачным або кіслотным электралітам. Гэтым прынцыпам з'яўляецца электрахімічная рэакцыя. Па прыладзе Графеновый акумулятар падобны з літыева-іённым з цвёрдым электралітам, у якім катодам з'яўляецца вугальны кокс, блізкая па складзе да чыстага вуглярода.

Аднак ужо цяпер сярод інжынераў, якія распрацоўваюць графеновые акумулятары, ёсць два прынцыпова розных напрамкі. У ЗША навукоўцы прапанавалі рабіць катод з пласцін графена і крэмнію, перамежных паміж сабой, а анод - з класічнага кобальту літыя. Расійскія інжынеры знайшлі іншае рашэнне. Таксічная і дарагая літыевая соль можа быць заменена больш экалагічным і танным аксідам магнію. Ёмістасць акумулятара павялічваецца ў любым выпадку за кошт павышэння хуткасці праходжання іёнаў ад аднаго электрода да іншага. Гэта дасягаецца з прычыны таго, што графен валодае высокім паказчыкам электрычнай пранікальнасці і здольнасцю да назапашвання электрычнага зарада.

Меркаванні навукоўцаў адносна інавацый падзяляюцца: расійскія інжынеры сцвярджаюць, што графеновые акумулятары маюць ёмістасць у два разы больш, чым літый-іённыя, а вось іх замежныя калегі сцвярджаюць, што ў дзесяць.

Графеновые акумулятары запушчаны ў масавую вытворчасць у 2015 годзе. Да прыкладу, гэтым займаецца іспанская кампанія Graphenano. Па словах вытворцы, выкарыстанне гэтых акумулятараў ў электракарах на лагістычных пляцоўках паказвае рэальныя практычныя магчымасці батарэі з графеновые катодам. Для поўнай зарадкі яму патрабуецца ўсяго восем хвілін. Максімальную даўжыню прабегу таксама здольныя павялічыць графеновые акумулятары. Зарадка на 1000 км замест трохсот - вось што хоча прапанаваць спажыўцу карпарацыя Graphenano.

Іспанія і Кітай

З Graphenano супрацоўнічае кітайская кампанія Chint, якая купіла 10% акцый іспанскай карпарацыі за 18 мільёнаў еўра. На сумесныя сродкі будзе ажыццяўляцца пабудова завода на дваццацi вытворчымі лініямі. Праект ужо атрымаў каля 30 мільёнаў інвестыцый, якія будуць укладзеныя ў ўстаноўку абсталявання і наём супрацоўнікаў. Па першапачатковым плане завод павінен быў пачаць выпускаць каля 80 мільёнаў батарэй. На пачатковым этапе асноўным рынкам павінен стаць Кітай, а затым планавалася пачатак паставак у іншыя краіны.

На другім этапе кампанія Chint гатовая інвеставаць 350 мільёнаў еўра для пабудовы яшчэ аднаго завода, на якім будзе каля пяці тысяч супрацоўнікаў. Такія лічбы нядзіўныя, калі ўлічыць, што сумарны даход будзе складаць каля трох мільярдаў еўра. Да таго ж Кітай, вядомы сваімі праблемамі з экалогіяй, будзе забяспечаны экалагічным і танным "палівам". Аднак, як мы можам назіраць, акрамя гучных заяў, святло не ўбачыў нічога, толькі тэставыя мадэлі. Хоць карпарацыя Volkswagen таксама абвясціла аб сваім намеры супрацоўнічаць з Graphenano.

Чакання і рэальнасць

На двары 2017 год, а гэта значыць, што Graphenano займаюцца "масавым" вытворчасцю акумулятараў ўжо два гады, аднак сустрэць электрамабіль на дарозе - вялікая рэдкасць не толькі для Расіі. Усе характарыстыкі і дадзеныя, апублікаваныя карпарацыяй, даволі нявызначаны. У цэлым яны ніяк не выходзяць за рамкі агульнапрынятых тэарэтычных уяўленняў аб тым, якімі параметрамі павінен валодаць Графеновый акумулятар для электрамабіля.

Да таго ж да гэтага часу ўсё, што было прадстаўлена як спажыўцам, так і інвестарам, - гэта толькі кампутарныя мадэлі, ніякіх сапраўдных прататыпаў. Дадае праблем і тое, што графен - матэрыял, які вельмі дарог у вытворчасці. Нягледзячы на гучныя заявы навукоўцаў пра тое, як яго можна будзе "друкаваць на каленцы", на дадзеным этапе знізіць атрымоўваецца толькі кошт некаторых кампанентаў.

Графен і сусветны рынак

Прыхільнікі усялякіх тэорый змоў скажуць, што нікому не выгадна з'яўленне такога аўтамабіля, таму што тады нафту сыдзе на задні план, а значыць, скароцяцца і прыбыткі ад яе здабычы. Аднак, хутчэй за ўсё, інжынеры сутыкнуліся з нейкімі праблемамі, але не хочуць гэта афішаваць. Слова "графен" цяпер на слыху, шмат хто лічыць яго матэрыялам будучыні, таму, магчыма, навукоўцам не хочацца псаваць яго славу.

Праблемы ў распрацоўках

Аднак справа можа быць і ў тым, што матэрыял сапраўды інавацыйны, таму падыходу патрабуе адпаведнага. Магчыма, акумулятары з выкарыстаннем графена павінны быць прынцыпова выдатнымі ад традыцыйных літый-іённых або літый-палімерных.

Існуе і яшчэ адна тэорыя. Карпарацыя Graphenano заявіла, што новыя акумулятары зараджаюцца ўсяго за восем хвілін. Спецыялісты пацвярджаюць, што гэта сапраўды магчыма, толькі магутнасць крыніцы харчавання павінна быць не менш за адзін мегавата, што магчыма ў тэставых умовах на заводзе, але ніяк не ў хатніх. Пабудова дастатковай колькасці заправак з такой магутнасцю будзе каштаваць вялікіх грошай, цана адной падзарадкі будзе даволі высокая, таму Графеновый акумулятар для аўто не прынясе ніякай выгады.

Практыка паказвае, што рэвалюцыйныя тэхналогіі дастаткова доўга ўбудоўваюцца ў сусветны рынак. Неабходна правесці мноства тэстаў, каб пераканацца ў бяспецы прадукту, таму выхад новых тэхналагічных прылад часам зацягваецца на доўгія гады.